問題誘導加熱では、被加熱物の表面近くに電流が集中する表皮効果が生じ、電流浸透深さは周波数の平方根に反比例する。同じ材料の鋼材を加熱するとき、周波数 2 kHz での電流浸透深さが 2.0 mm であった。周波数を 32 kHz に上げたとき、電流浸透深さに最も近い値 [mm] はどれか。
- a1.0 mm
- b0.125 mm
- c0.5 mm
- d0.25 mm
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正解:c. 0.5 mm
正解は「0.5 mm」。電流浸透深さは周波数の平方根に反比例する。周波数が 32/2=16 倍になると、浸透深さは 1/√16=1/4 になるので、2.0 mm×1/4=0.5 mm である。「1.0 mm」は誤り。1/2 になるとして計算した値で、周波数の16倍を平方根でなく4乗根で扱っている。「0.125 mm」は誤り。周波数に反比例(1/16)すると考えた値であり、平方根を取っていない。「0.25 mm」は誤り。1/8 とした値で、根拠となる関係式がない。高い周波数ほど浸透深さが浅くなるので、表面焼入れのように表面だけを加熱したい場合に高周波が用いられる。
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